大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

前言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課，它是一系列后續(xù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的重要基礎(chǔ)，也是大學(xué)生從事實(shí)踐和科學(xué)研究工作的入門(mén)向?qū)АＫ鼈?cè)重于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)技能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能、誤差分析和工作總結(jié)等各方面初步的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。本書(shū)共分七章，第一章“緒論”介紹了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的基本要求和基本程序，重點(diǎn)論述了貫穿在整個(gè)實(shí)驗(yàn)課全過(guò)程所必要的“誤差與有效數(shù)字”以及“數(shù)據(jù)處理方法”等基本知識(shí)，學(xué)生對(duì)于這些知識(shí)必須熟練掌握，并用以指導(dǎo)和貫徹到以后的所有實(shí)驗(yàn)中去。其他六章分述六類實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，即“力學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“熱學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“光學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“綜合性與近代物理實(shí)驗(yàn)”以及“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”。除第六章外，每章的起始都有該類實(shí)驗(yàn)的“基本知識(shí)和常用儀器”的介紹，其中“基本知識(shí)”是進(jìn)行該類實(shí)驗(yàn)所必須掌握的，非常重要，在預(yù)習(xí)該類實(shí)驗(yàn)之前，必須先學(xué)習(xí)并掌握這一節(jié)的“基本知識(shí)”內(nèi)容，并貫徹在實(shí)驗(yàn)中；實(shí)驗(yàn)中所用的儀器，大都集中在這一節(jié)的“常用儀器”部分介紹，所以在預(yù)習(xí)該類實(shí)驗(yàn)之前，也必須先學(xué)習(xí)這一節(jié)的有關(guān)儀器部分內(nèi)容，否則難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這是必須在這里特別強(qiáng)調(diào)的。第七章“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”起始介紹的“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)”，不但介紹了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本程序、論文報(bào)告如何撰寫(xiě)，還介紹了實(shí)驗(yàn)方案如何制訂，不但對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)有指導(dǎo)意義，即使對(duì)于做畢業(yè)論文、進(jìn)行科學(xué)研究也是有很大幫助的。隨后列入的28個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提供了充分的材料。原始數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理用的表格設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的一部分，是科學(xué)研究工作的重要內(nèi)容之一，實(shí)驗(yàn)條件、原始數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)單的、重復(fù)性的數(shù)據(jù)處理（包括中間和最終結(jié)果）一起應(yīng)列成表格，避免繁雜的數(shù)式重復(fù)羅列。鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)表格，本書(shū)提供的一些數(shù)據(jù)表格僅供參考，而且提供的表格中包括了簡(jiǎn)單的、重復(fù)性的數(shù)據(jù)處理，學(xué)生在設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)表格時(shí)應(yīng)可簡(jiǎn)化。實(shí)驗(yàn)后面的思考題是為了幫助學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)思考之用，不要求作一問(wèn)一答式的討論。

內(nèi)容概要

　　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課，它是一系列后續(xù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的重要基礎(chǔ)，也是大學(xué)生從事實(shí)踐和科學(xué)研究工作的入門(mén)向?qū)АＫ鼈?cè)重于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)技能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能、誤差分析和工作總結(jié)等各方面初步的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。 《全國(guó)高等院校21世紀(jì)新創(chuàng)規(guī)劃教材：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》介紹了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的基本要求和基本程序、“力學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“熱學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“光學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“綜合性與近代物理實(shí)驗(yàn)”以及“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論一、物理實(shí)驗(yàn)課的作用、目的和要求二、測(cè)量與誤差三、不確定度四、測(cè)量結(jié)果的處理五、系統(tǒng)誤差的處理六、有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則七、數(shù)據(jù)處理的基本方法八、誤差和有效數(shù)字練習(xí)題第二章 力學(xué)實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和常用儀器一、力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求二、長(zhǎng)度測(cè)量器具三、質(zhì)量稱衡儀器四、時(shí)間測(cè)量?jī)x器五、其他實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)一 固體密度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)二 重力加速度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)三 動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)四 用三線擺法測(cè)定物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)五 用拉伸法測(cè)金屬絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)六 用動(dòng)態(tài)懸掛法測(cè)定楊氏模量第三章 熱學(xué)實(shí)驗(yàn)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和常用儀器一、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求二、熱平衡三、保持孤立系統(tǒng)四、溫度測(cè)量?jī)x器五、量熱器實(shí)驗(yàn)七 固體線膨脹系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)八 用落球法測(cè)液體的黏度實(shí)驗(yàn)九 用電流量熱器測(cè)定液體的比熱容實(shí)驗(yàn)十 氣體比熱容比Cp／Cv的測(cè)定實(shí)驗(yàn)十一 測(cè)定氣體熱導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)十二 固體熱導(dǎo)率的測(cè)量第四章 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和常用儀器一、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求二、基本電學(xué)量的測(cè)量三、電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程四、磁電系電表五、萬(wàn)用表六、檢流計(jì)七、直流電橋八、GOS-6021型雙蹤示波器九、YB1602型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器十、VJ56型直流穩(wěn)壓、穩(wěn)流電源實(shí)驗(yàn)十三 霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十四 用線式電位差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)實(shí)驗(yàn)十五 示波器的使用實(shí)驗(yàn)十六 電表的改裝和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)十七 二極管伏安特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)十八 用惠斯通電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)十九 用非平衡電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)二十 用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)第五章 光學(xué)實(shí)驗(yàn)光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和常用儀器一、光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求二、基本光學(xué)量的測(cè)量三、光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法四、光學(xué)實(shí)驗(yàn)操作守則五、JCD3型讀數(shù)顯微鏡六、分光計(jì)七、邁克爾遜干涉儀八、常用光源實(shí)驗(yàn)二十一 邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)二十二 用光柵光譜儀測(cè)光譜的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)二十三 光柵的衍射實(shí)驗(yàn)二十四 等厚干涉——牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)二十五 分光計(jì)調(diào)整和三棱鏡頂角的測(cè)量實(shí)驗(yàn)二十六 薄透鏡焦距的測(cè)定第六章 綜合性與近代物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二十七 聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)二十八 普朗克常數(shù)測(cè)定儀的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)二十九 密立根油滴儀測(cè)油滴電荷實(shí)驗(yàn)三十 全息照相實(shí)驗(yàn)三十一 GPS水下超聲定位實(shí)驗(yàn)第七章 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本程序二、實(shí)驗(yàn)方案的制訂設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一 測(cè)量不規(guī)則物體的密度設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二 不同方法重力加速度的測(cè)定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三 機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)四 黏滯性阻尼常數(shù)的測(cè)定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)五 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)六 固體熱導(dǎo)率測(cè)定的研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)七 眼鏡鏡片透射率的測(cè)定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)八 電池特性的研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)九 變阻器的限流和分壓特性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十 多量程電表的研制設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十一 用示波法顯示穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十二 電橋靈敏度研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十三 半導(dǎo)體溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十四 微小長(zhǎng)度變化量的電測(cè)法設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十五 交流電橋與電容、電感的測(cè)量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十六 RLC電路諧振特性的研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十七 RLC串聯(lián)電路穩(wěn)態(tài)特性的研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十八 電學(xué)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)十九 自組顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十 用分光計(jì)測(cè)反射光的偏振特性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十一 用雙棱鏡測(cè)量光的波長(zhǎng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十二 測(cè)量金屬細(xì)絲的直徑設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十三 霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十四 用邁克爾遜干涉儀測(cè)量白光光源的相干長(zhǎng)度設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十五 測(cè)量壓電陶瓷的電致伸長(zhǎng)系數(shù)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十六 等厚干涉的研究及應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十七 全息照相的研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)二十八 光源光譜的研究附錄 國(guó)際單位制和某些常用物理數(shù)據(jù)附表1 單位制和單位附表2 國(guó)際單位制中具有專門(mén)名稱的導(dǎo)出單位附表3 常用物理量常數(shù)表附表4 在20℃時(shí)常用固體和液體的密度附表5 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同溫度的水的密度附表6 在海平面上不同緯度處的重力加速度附表7 在20℃時(shí)某些金屬的楊氏模量附表8 固體的線膨脹系數(shù)附表9 固體的比熱容附表10 液體的比熱容附表11 銅-康銅溫差電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)附表12 在20℃時(shí)與空氣接觸的液體的表面張力系數(shù)附表13 在不同溫度下與空氣接觸的水的表面張力系數(shù)附表14 液體的黏度附表15 蓖麻油在不同溫度時(shí)的黏度附表16 某些金屬和合金的電阻率及其溫度系數(shù)附表17 常溫下某些物質(zhì)對(duì)空氣的折射率附表18 常用光譜燈和激光器的可見(jiàn)譜線波長(zhǎng)參考書(shū)目

章節(jié)摘錄

插圖：1.物理實(shí)驗(yàn)的地位與作用物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，無(wú)論是物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，還是物理理論的建立，都必須以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。物理學(xué)史清楚地表明，正是在實(shí)驗(yàn)和理論兩方面相互推動(dòng)和密切結(jié)合下，物理學(xué)才得以發(fā)展。當(dāng)前，物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)儀器廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)部門(mén)中?，F(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作常與物理學(xué)中的基本測(cè)量有關(guān)，與常用的實(shí)驗(yàn)儀器、儀表和量具的使用有關(guān)，因此在進(jìn)行任何復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)工作之前，實(shí)驗(yàn)工作者必須具有良好的實(shí)驗(yàn)基本功訓(xùn)練。通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以初步學(xué)到一些物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法和技能，獲得實(shí)驗(yàn)基本功的良好訓(xùn)練?？萍际堑谝簧a(chǎn)力的觀點(diǎn)現(xiàn)在已被廣泛接受，但要發(fā)展科技、應(yīng)用科技，首先必須做到按科學(xué)規(guī)律辦事，必須要有科學(xué)性，即要有科學(xué)的思維、科學(xué)的方法、科學(xué)的作風(fēng)和態(tài)度；必須要有探索精神。這些恰恰可以通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)得到最基本、最充分的訓(xùn)練。2.物理實(shí)驗(yàn)課的目的和要求大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的要求和中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課有根本不同，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課主要是為了配合課堂教學(xué)，起演示和驗(yàn)證理論的作用，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生按規(guī)定方法、步驟進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)填進(jìn)規(guī)定的表格中，不強(qiáng)調(diào)現(xiàn)象的觀察和誤差分析，學(xué)生的主動(dòng)性發(fā)揮少。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是一門(mén)獨(dú)立的課程，著重在實(shí)驗(yàn)技能、基本觀念和素質(zhì)、能力的培養(yǎng)，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，強(qiáng)調(diào)對(duì)客觀現(xiàn)象的觀察和誤差、結(jié)果的分析。物理實(shí)驗(yàn)課的基本要求如下：（1）通過(guò)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測(cè)量物理量，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，加深對(duì)物理現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。（2）學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的基本方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基本訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會(huì)基本物理量的測(cè)量、實(shí)驗(yàn)條件的保證、實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用、誤差因素的估計(jì)和消除，實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象的觀察和分析、數(shù)據(jù)的處理方法等。（3）實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。1）樹(shù)立三種觀念：定量觀念（是解決實(shí)際問(wèn)題的先導(dǎo)）、誤差觀念（是提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的核心）、實(shí)踐觀念（要求一切通過(guò)試驗(yàn)，不空談）。2）提高三種能力：理論聯(lián)系實(shí)際解決實(shí)際問(wèn)題的能力（動(dòng)腦和動(dòng)手相結(jié)合），觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力（記錄和分析異?，F(xiàn)象、誤差影響因素），分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果的能力（最終體現(xiàn)在測(cè)量結(jié)果的可靠性和精度上）。

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